同济大学启明星软件BSC - 4.0模块使用说明书

同济启明星软件·JK系列·BSC v4.0·用户手册 2008年12月

第一章 软件功能与特点

BSC 4.0能对任意断面、任意材料的内支撑结构进行位移和内力分析，可结合支撑立柱进行综合分析计算，得到内支撑系统的水平、竖向位移和弯矩、轴力等参数，还可分析钢管内支撑稳定性，并为基坑设计提供科学合理的依据。数据输入简单方便，只要在AutoCAD中画好支撑结构平面图，然后利用BSC输入截面、荷载和支座信息，就可以立即对结构进行分析计算，并在AutoCAD中作出位移和内力图，即时可对方案进行调整。BSC 4.0有如下特点： 基本特点： 1. 2.

操作简单：完全嵌入AutoACD，结构分析计算迅速。

方案对比和优化非常方便：可同时进行多个内支撑方案的分析和对比，并可根据计算的位移内力结果进行优化设计。 3. 4.

输入输出直观方便：通过简单操作按要求给出内支撑各种位移内力结果图和计算书。 科研含量高：软件提供了同济大学在支撑结构计算的科研成果－分布弹簧的共同作用分析以及不加支座约束的分析计算等。 5.

能进行内支撑体系的水平力作用分析和竖向力作用分析，并给出内力和变形结果。 特色功能： 1. 2.

国内首次全力推出能进行基坑栈桥设计功能的基坑软件，可对栈桥进行设计分析计算。 可考虑在机械荷载移动情况下栈桥分析，根据影响图的概念给出移动荷载作用的最不利结果以保证内支撑栈桥结构设计安全。 3. 4. 5.

可自由添加内支撑竖向施工荷载等附加荷载。 可自动考虑混凝土支撑的自重作用分析。

可进行立柱作用的内支撑综合分析：可进行圈梁、内支撑和立柱在土压力作用下的内支撑体系综合计算。 6. 7. 8. 9.

可考虑立柱回弹量，模拟基坑回弹影响。 可计算立柱反力与支座反力。

可直接给出基坑混凝土方量，方便用户进行工程量统计。

可进行支撑和墙后土体的相互作用分析，通过在自动计算圈梁上的分布弹簧，考虑土体对支撑结构位移内力的影响。 10.

输入输出直观方便：通过简单操作按要求给出内支撑的各种位移内力图和计算书。

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第二章 软件运行安装

（一）软件运行环境

操作系统：Windows 2000或XP、2003 其他要求：AutoCAD for Windows

（二）安装方法

使用Windows文件管理器运行BSC安装盘中的SETUP.EXE，屏幕显示如下图。

图. 1

在安装屏幕上点击“下一步”进行BSC 4.0的安装，点击“取消”则取消安装。然后根据提示在输入框中输入要将BSC 4.0安装到的路径和程序组名，缺省路径是“C:\\Program Files\\QimStar\\bsc”，安装完成后将在开始菜单中建立程序组名为“启明星”程序组和BSC菜单。

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第三章 BSC4.0 工作流程

本章概述BSC4.0的工作流程和主要命令的功能，关于这些命令的具体用法和各种细节问题在第第四章章详细介绍。

用BSC进行支撑结构计算包括数据输入、数据检查与求解计算和结果输出三个部分。 一、数据输入： 基本数据

1、 选择/改变杆件类型

在CAD中画好支撑结构的单线图后，通过这个命令将这些CAD直线转化为BSC所能识别的构件，也可以利用这个命令改变已有内支撑杆件的类型，具体做法是按设计要求自己定义出一个类型编号。如果杆件（腰梁）受水平荷载，通过这个命令给出荷载的方向。 2、 输入截面、荷载信息

通过此命令输入或修改每种类型杆件的材料类型、截面尺寸、水平荷载大小、竖向荷载大小以及杆件之间的连接方式（刚接或铰接）、杆件种类。

由此可见，定义内支撑系统中任意一个杆件（构件），需要通过以上两条功能命令来完成。在第一条命令中除了荷载方向外，只输入一个类型编号，而杆件的具体信息是在第二条命令中输入的。杆件的类型编号与它的具体信息一一对应。 3、 加额外水平支座

在BSC 4.0中，由于可以加分布弹簧，因而水平支座不是必要的，但对于没有采用分布弹簧和基坑围囹不闭合的基坑分析，需要加水平支座，以约束支撑体系的水平方向变形，否则计算不出正确结果。 竖向受力分析 4、 加立柱

使用此命令可以加支撑立柱，在计算时考虑立柱对支撑的作用。 5、 设立柱回弹量

基坑开挖会产生回弹，如果需要考虑基坑底面回弹对基坑内支撑体系的影响，可用此命令进行设置基坑回弹量。 栈桥设计分析 6、 栈桥数据

此命令用来定义施工栈桥的厚度和动荷载大小。 7、 布置栈桥板

此命令用来设定栈桥在平面中的位置。

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二、数据检查

在画图时，难免会出一些错误，而且有些错误很难查出，BSC 4.0提供了检查功能可以帮助查出一些常见错误。 1. 检查邻近节点

有时由于操作失误，会使本该交于一点的直线不交于一点，这时会出现几个距离非常近的节点，这条命令可以帮助查找这种错误。

对于支撑出头的情况用此命令也可检查，这样将有助于进行内支撑综合分析计算。 2. 检查重叠杆件

这条命令帮助查找重叠在一起的杆件。 3. 检查重叠立柱

这条命令帮助查找重叠在一起的立柱，方便用户删除多定义的立柱。 4. 检查无效立柱

这条命令帮助查找计算中无效的立柱，方便用户移除或移动立柱到正确位置。 5. 标出铰接点

这条命令将铰接杆件的端点标出。 6. 刷新荷载

这条命令将根据合适的比例重新标出作用在围护结构上的荷载分布情况。 7. 刷新支座

这条命令将根据调整后的比例重新标出作用在围护结构上的所有支座。

三、结果输出： 1. 计算

在完成数据输入并确认没有错误后，就可以开始内支撑体系的结构计算。完成结构计算即可给出基坑支撑体系的各种变形和内力结果。 2. 节点编号图

在AutoCAD中作出有限元计算节点编号图。 3. 单元编号图

在AutoCAD中作出有限元计算单元编号图。 4. 位移图

在AutoCAD中作出支撑水平位移图。 5. 弯矩图

在AutoCAD中作出支撑水平弯矩图。

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6. 剪力图

在AutoCAD中作出支撑水平剪力图。 7. 轴力图

在AutoCAD中作出支撑轴力图。 8. 支座反力

在支座节点标出支座的合力反力大小。 9. 配筋

在AutoCAD中标出支撑杆件的水平配筋面积。 10. 位移图(竖向)

在AutoCAD中作出支撑竖向位移图。 11. 弯矩图(竖向)

在AutoCAD中作出支撑竖向弯矩图。 12. 剪力图(竖向)

在AutoCAD中作出支撑竖向剪力图。 13. 立柱反力

在CAD中标出立柱的支承反力大小。 14. 配筋(竖向)

在AutoCAD中标出支撑杆件的竖向配筋面积。 15. 钢管稳定性

在cad中标出钢管支撑的稳定系数。 16. 栈桥板弯矩图

在cad中标出栈桥板的节点最大弯矩。 17. 栈桥梁弯矩（含工作荷载）

在cad中标出移动工作荷载沿栈桥梁移动时的各栈桥梁承受的最大最小弯矩（影响线图）。 18. 栈桥立柱反力（含工作荷载）

在cad中标出移动工作荷载沿栈桥梁移动时的各栈桥梁下立柱承受的最大反力。 19. 栈桥梁配筋（含工作荷载）

在cad中标出移动工作荷载下的各栈桥梁单面配筋面积。 20. 结果输出

将计算结果输出到文件。 21. 画支撑轮廓

在CAD中自动画出支撑轮廓图 22. 材料用量

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自动计算混凝土结构的混凝土用量。 23. 配筋工具

配筋计算工具。

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第四章 操作详解

用BSC进行支撑结构计算，首先要在AutoCAD中画出支撑结构简图。在简图中，支撑必须用直线表示，坐标必须以毫米为单位。

第一节 启动BSC 4.0

方式一，先启动CAD：

在启动BSC之前，启动AutoCAD for Windows。在AutoCAD启动后，就可以从程序开始菜单中用鼠标双击BSC 4.0菜单，或在文件管理器中双击BSC.EXE，BSC启动后会在AutoCAD窗口上弹出一个窗口显示软件信息，，按任意键或鼠标键就会切换回AutoCAD中。

图. 2

方式二：先启动BSC

从程序开始菜单中用鼠标双击BSC 4.0菜单，或在文件管理器中双击BSC.EXE，软件将弹出如图对话框：

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图. 3

选择相应的cad版本例如cad2007，用鼠标双击即可打开cad并启动BSC。

如果已经打开多个版本CAD，在已启动选择框选择一个版本cad然后双击鼠标也可在该版本cad中打开BSC。

在BSC窗口上用鼠标点中BSC的菜单，BSC就会看到菜单的详细内容，菜单所有内容如错误！未找到引用源。所示。选取相应的菜单项，就可以执行相应的命令。

图. 4

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第二节 支撑结构信息输入与检查

基本数据

一、 选择/改变杆件类型----ET命令

ET命令可以给AutoCAD直线赋予类型编号、水平荷载方向等信息，从而将普通的AutoCAD直线变为BSC所能识别的杆件。也可以利用这个命令改变已有杆件的类型编号。 从BSC菜单选取相应的菜单项或直接在AutoCAD命令行上键入ET命令，就开始执行这条命令。执行本命令时，会询问以下参数：

1、类型编号。

类型编号即对杆件分组后每组的编号。杆件类型编号仅为用户自己定义的编号，这个编号与后面的截面荷载信息输入表格里的编号一一对应。

具有相同的材料，相同的截面尺寸，相同的连接方式可设定为同一个编号的杆件。如果是腰梁，前面的参数相同，并且受相同大小的水平荷载，作用在他们上面的分布弹簧系数也相同则可设定为同一个编号的杆件。

2、水平荷载的方向。

系统通过用户所提供的方向确定荷载作用在围檩的哪一侧。可以在屏幕上用鼠标点取两个点，

第一点到第二点连成的矢量方向就可以作为输入的方向。若所给方向是从某直线的A侧指向B侧，则水平荷载作用在A侧。不管输入方向与杆件成何角度，水平荷载总是垂直于杆件。

图. 5

只有围檩有水平荷载，若所定义的杆件为内支撑，一般没有水平荷载，可直接按回车键或鼠标右键跳过这一步。

3、荷载的作图比例。

荷载的作图比例指表示荷载用的箭头的长度。

如果打开（或新建）当前文件（DWG）后尚未输入过荷载的作图比例，且本次ET命令输入了

荷载方向，系统会提示用户给出荷载的作图比例，用户可以在屏幕点两个点以确定一个长度，这个

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长度将作为表示荷载的箭头的长度。

输入荷载比例后，以后执行ET命令时将不再询问荷载作图比例，而以第一次的荷载作图比例作为默认荷载作图比例。如果需要改变荷载作图比例，可使用RDLD命令。

4、选取杆件。

选取CAD直线并赋予前面给出的类型编号和荷载方向信息；

也可以选取已被赋予类型编号的杆件，把当前给出类型编号和荷载方向会取代先前的值。

执行本命令后，选杆件会被移到相应的图层上，图层名以BSC_ELE开头。颜色也会发生相应

变化。如果前面给出了荷载方向，系统还会在杆件一侧画上荷载，以标明荷载方向。

注释：

表示荷载方向的箭头只起示意作用，箭头大小对计算没有影响，可以根据视图需要改变他们。

图. 6

二、 输入截面、荷载信息---SC命令

利用SC命令可以输入或修改每种类型杆件的材料类型、截面尺寸、荷载大小以及杆件之间的

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连接方式（刚接或铰接）、输入除混凝土构件自重以外的竖向线性分布力大小（软件自动考虑混凝土构件自重）等。

从BSC菜单选取相应菜单项或直接在AutoCAD命令行上键入SC命令，就开始执行这条命令。 此命令以表格的形式输入数据，在表格中每种杆件编号的数据占一行，表格第一列为支撑材料

类型，其他列的含义随材料类型有所变化。在表格下面，有一个提示信息，这个提示信息随光标所在的格子不同而变化（如当第一列填入混凝土标号，光标移至第二列时就会提示填入钢筋类型），用户可以在这个提示的指导下填数据。

主要包括材料截面参数、荷载参数、弹簧系数、边界条件等。 1、材料以及截面参数

BSC可支持任意截面形式的支撑，对任意截面，填写EA（弹性模量×截面面积）和EI（弹性模量×惯性矩，惯性矩为在水平面内弯曲的惯性矩）两个参数即可。

BSC本身支持两种已知支撑形式： A、混凝土矩形截面支撑

需填入混凝土标号，钢筋类别，截面高宽等参数。混凝土标号可填入25、30（表示C25、C30）

等GBJ7-89规范混凝土标号，也可填300、400（300号、400号混凝土）TJ-74规范混凝土标号。BSC可对这种截面形式进行配筋计算。

B、钢管支撑：

需填入钢管根数（几根钢管并排在一起作为一根支撑），钢管直径（外径），钢管壁厚等参数。 2、荷载参数

主要包括作用在围檩上（圈梁）的水平支撑力Q、竖向荷载Qv。

水平荷载Q为沿围檩或圈梁四周分布的荷载，这些荷载来自基坑周围土体，通过围护墙体传到

围檩上，在荷载一栏应填入沿围檩每单位米宽度上的水平荷载，该荷载可利用软件FRWS可以计算出。只有代表围檩（圈梁）的杆件需要填写荷载大小。

竖向荷载Qv指除混凝土构件自重以外的竖向线性分布力大小。

对于混凝土杆件，软件在分析时自动根据截面尺寸和长度计算杆件自重。对于钢结构杆件，钢管自重软件自动考虑，对于其他型钢，用户在这里需要输入每沿米自重大小。如果需要考虑除自重外其他附加线性竖向荷载，可根据需要输入。

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图. 7

3、构建联接方式和种类定义

如果某个类型编号的杆件被设定为铰接，那么在cad图形中单根直线的两端为铰接，直线中部

还是认为刚性联接。因此，若具有某个类型编号的杆件被设定为铰接，并不意味着所有具有这个类型编号的杆件都是两端铰接的。如图所示，杆件1、2、3和杆件4的类型编号都是2，而类型2被设定为铰接，则由于杆件1是单独一根直线，所以它是两端铰接，而杆件2、3和杆件4在画图时被画为一条直线，因而杆件2和杆件3之间、杆件3和杆件4之间都是刚性连接，杆件2的左端和杆件4的右端才是铰接，但杆件2、3、4和杆件5、6、7之间仍是铰接。也就是说，只有作图时一条直线的两个端点才是铰接。用CKLK命令可以可以把所有的铰接点在图上标出来，以查看它们是否和自己期望的一致。

图. 8

如果所定义的某类构件为腰梁或者冠梁，在表中“种类”一列填1。默认为0，代表杆件为常规内支撑。

软件在综合计算时假定该圈梁竖向位移为0。 4、分布弹簧定义

表格中有一列标题为K，在这列用户可为圈梁周边定义分布弹簧来模拟土与圈梁的相互作用。

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输入光标落在输入分布弹簧K的这一列时，在表格中出现下拉按钮 话框：

。点击此按钮，弹出图9对

首先根据实际情况选择支护结构挡墙类型，包括灌注桩、连续墙、板桩。 然后需要在表格中填入的参数包括：

? 该道支撑到下一道支撑的距离（m），如果下面没有支撑则填入到开挖面的距离。

? 下一道支撑到支护桩（墙）底端的距离（m），如果下面没有支撑则填入开挖面到支护桩（墙）

底端的距离（m）。

? 支护桩（墙）的弹性模量（Mpa）。

? 如果挡墙为灌注桩，则填入灌注桩直径（m）；如果挡墙为连续墙，则填入连续墙厚度（m）；

如果挡墙为板桩，则填入板桩惯性矩（10-6m4）。 ? 桩间距（m）。

? 基坑内土的m值。指基坑开挖面以下到挡墙底部深度范围内土的m值的平均值（MN/m4）。 输入好这些参数后用鼠标点击“确定”按钮即可得到分布弹簧系数，同时回到“截面、荷载信息”表状态，并且将计算值自动填入该列表中。

图. 9

三、 加额外水平支座---SP命令

利用SP命令可以在支撑结构体系的节点上加上水平支座，以约束支撑体系某个方向的水平变形。

从BSC菜单选取相应的菜单项或直接在AutoCAD命令行上键入SP命令，就开始执行这条命令。 由于BSC中可以对腰梁施加分布弹簧，分布弹簧可以更精确的描述支撑体系与挡土结构的相互作用，因而支座不是必要的，但用户有时也希望能加支座，以约束支撑体系的变形，通过这条命令

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可以达到目的。

SP命令参数：

1、支座的作图比例。

支座的作图比例为支座在图上的高度，可以在屏幕上点两个点以两点间线段长度作为支座的作

图比例。只有打开（或新建）当前文件（DWG）后第一次使用SP命令时才要求输入这个参数，若想重新设置支座的作图比例，应使用RDSP（刷新支座）命令。

2、支座位置。

用户可以点取需要加支座的点，系统会自动捕捉直线端点和交点。 3、支座约束方向。

在输入支座位置后，在相应的位置上会出现一个随鼠标移动而改变旋转角的支座，用户可以将支座定位到自己希望的旋转角度上，然后按鼠标左键，或在命令行输入一个角度。

在输好一个支座后系统会提示用户输入第二个支座的位置，输入完毕后，按回车键或鼠标右键，就可以结束SP命令。

图. 10

竖向受力分析

支撑竖向受力综合分析需要考虑立柱的作用，因此使用以下两个菜单命令可以完成立柱的定义，进而可以计算支撑在自重等竖向力作用下支撑的受力变形和大小。

如果不需要支撑的竖向受力分析，可不使用这两个菜单命令而像以前版本一样进行平面分析。

四、 加立柱---SPV命令

利用SPV命令可以在支撑结构体系的节点上加上立柱，以约束支撑体系的竖向变形。

从BSC菜单选取相应菜单项或直接在AutoCAD命令行上键入SPV命令，就开始执行这条命令。 SPV命令参数：

1、立柱直径。

立柱将统一以圆形立柱来标志。立柱的作图比例以输入的尺寸作为画图尺寸（1：1mm）2、支座位置。

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用户可以点取需要加支座的支撑杆件上的点。

选定位置后确定软件即可在用户可指定的位置画出圆形来代表立柱。用户可连续画出多个立柱。

图. 11

五、 设立柱回弹量---SPVS命令

利用SPVS命令可以为立柱设定回弹量，以考虑立柱回弹对支撑的影响,例如基坑回弹等影响。 从BSC菜单选取相应的菜单项或直接在AutoCAD命令行上键入SPVS命令，就开始执行这条命令。

1、立柱回弹量

立柱回弹量(向上为正)。为考虑基坑开挖后基坑大面积回弹对支撑结构的不利影响，可利用此命令输入立柱回弹量，如果是向下位移则输入负值。

2、选择对象

在输入回弹量后，根据提示用鼠标选择对应的立柱，回车后即可完成。支持框选。

如果要考虑不同位置的回弹量，那么只要重复使用此命令即可。在计算完成后可以看出所设定的立柱竖向位移大小。

图. 12

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/q2ih.html